操作系统知识:程序计数器(pc)、指令寄存器(IR)、通用寄存器(GR)、状态寄存器(SR)、程序状态字PSW
- 程序计数器(PC,Program counter),用于存放指令的地址。为了保证程序(在操作系统中理解为进程)能够连续地执行下去,CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。当执行一条指令时,首先需要根据PC中存放的指令地址,将指令由内存取到指令寄存器中,此过程称,为“取指令”。与此同时,PC中的地址或自动加1或由转移指针给出下一条指令的地址。此后经过分析指令,执行指令。完成第一条指令的执行,而后根据PC取出第二条指令的地址,如此循环,执行每一条指令。
- 指令寄存器(IR,Instruction Register),用来保存当前正在执行的一条指令。是临时放置从内存里面取得的程序指令的寄存器,用于存放当前从主存储器读出的正在执行的一条指令。当执行一条指令时,先把它从内存取到数据寄存器(DR,Data Register)中,然后再传送至IR。指令划分为操作码和地址码字段,由二进制数字组成。为了执行任何给定的指令,必须对操作码进行测试,以便识别所要求的操作。指令译码器就是做这项工作的。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后,即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。
- 通用寄存器(GR,General register):通用寄存器可用于传送和暂存数据,也可参与算术逻辑运算,并保存运算结果。除此之外,它们还各自具有一些特殊功能。通用寄存器的长度取决于机器字长,汇编语言程序员必须熟悉每个寄存器的一般用途和特殊用途,只有这样,才能在程序中做到正确、合理地使用它们。
- 16位cpu通用寄存器共有8个:AX(累加器(Accumulator Register)),BX(基地址寄存器(Base Register)),CX(计数寄存器(Count Register)),DX(数据寄存器(Data Register)),BP(基址指针寄存器(Base Pointer)),SP(堆栈指针寄存器(Stack Pointer)),SI(源变址寄存器 (Source Index)),DI(目的变址寄存器(Destination Index)).八个寄存器都可以作为普通的数据寄存器使用。
寄存器AX通常称为累加器(Accumulator);用累加器进行的操作可能需要更少时间。累加器可用于乘、除、输入/输出等操作,它们的使用频率很高;
寄存器BX称为基地址寄存器(Base Register):它可作为存储器指针来使用;
寄存器CX称为计数寄存器(Count Register):在循环和字符串操作时,要用它来控制循环次数;在位操作中,当移多位时,要用CL来指明移位的位数;
寄存器DX称为数据寄存器(Data Register):在进行乘、除运算时,它可作为默认的操作数参与运算,也可用于存放I/O的端口地址。
指针寄存器 EBP, ESP,(Pointer Register),指针寄存器主要用于存放堆栈内存储单元的偏移量,用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。指针寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。寄存器BP称为基址指针寄存器(Base Pointer);寄存器SP称为堆栈指针寄存器(Stack Pointer)。
变址寄存器 ESI, EDI , 变址寄存器主要用于存放存储单元在段内的偏移量,用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。 变址寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
寄存器SI称为源变址寄存器 (Source Index);
寄存器DI称为目的变址寄存器(Destination Index)。
- 16位cpu通用寄存器共有 8 个: AX, BX, CX, DX, BP, SP, SI, DI.
- 32位cpu通用寄存器共有 8 个: EAX, EBX , ECX, EDX, EBP, ESP, ESI, EDI
- 但有的有特殊的用途:AX为累加器,CX为计数器,BX,BP为基址寄存器,SI,DI为变址寄存器,BP还可以是基指针,SP为堆栈指针。
- 程序状态字PSW(PSW,Program Status Word)包括的状态位有进位标志位(CF)、结果为零标志位(ZF)、符号标志位(SF)、溢出标志位(OF)、陷阱标志位(TF)、中断使能(中断屏蔽)标志位(IF)、虚拟中断标志位(VIF)、虚拟中断待决标志位(VIP)、I0特权级别(IOPL)。
- 状态寄存器又名条件码寄存器(SR,Status register),它是计算机系统的核心部件——运算器的一部分,状态寄存器用来存放两类信息:一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息(条件码),如有无进位(CF位)、有无溢出(OF位)、结果正负(SF位)、结果是否为零(ZF位)、奇偶标志位(P位)等;另一类是存放控制信息(PSW:程序状态字寄存器),如允许中断(IF位)、跟踪标志(TF位)等。有些机器中将PSW称为标志寄存器FR(Flag Register)。
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